Physiologisches Praktikum: Chemische, Physikalisch-Chemische und Physikalische Methoden [2. Aufl.] 978-3-662-42108-6;978-3-662-42375-2

Table of contents :
Front Matter ....Pages I-XI
Physiologische Untersuchungen mit Hilfe chemischer Methoden (Emil Abderhalden)....Pages 1-153
Physiologische Untersuchungen mit Hilfe physikalischchemischer und physikalischer Methoden (Emil Abderhalden)....Pages 154-302
Back Matter ....Pages 303-310

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PHYSIOLOG ISCHES PRAKTIKUM CHEMISCHE PHYSIKALISCH -CHE);IISCHE UND PHYSIKALISCHE METHODEN 1

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mHEKTOIl DES PHYSIOLOGlSCHEX IXSTITVTES DER UXIVERSIL\T 7.U HALLE A. S.

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SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH 1919

Copyright 1919 by Springer-Verlag Berlin Heidelberg Urspriinglich erschienen bei Julius Springer in Berlin 1919 Softcover reprint ofthe hardcover 2nd edition 1919

ISBN 978-3-662-42108-6 ISBN 978-3-662-42375-2 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-42375-2

Vorwort zur zweiten Auflage. Die erste Auflage ist in mancher Beziehung umgearbeitet worden. Es gilt dies in erster Linie von der Anordnung des Stoffes im ersten Teil. Es sind die Untersuchungsmethoden von den mehr präparativen Anweisungen getrennt zur Darstellung gelangt. Ferner ist sowohl für die anorganische, wie für die organische Analyse ein Analysengang aufgestellt worden. Namentlich im physikalischen und physikalisch-chemischen Teil sind neue Versuche aufgenommen worden. Es soll der Studierende in die Lage versetzt werden, auf allen Gebieten der physiologischen Forschung Methoden kennen zu lernen. Das vorliegende Praktikum der gesamten Physiologie beansprucht seinem ganzen Ziele nach nicht allen Bedürfnissen gerecht zu werden. Diejenigen, die eine ausführlichere ·Darstellung, namentlich auch der operativen Methoden wünschen, seien auf die ausgezeichneten Darstellungen von Tigerstedt und Fuchs verwiesen. Außerordentlich bewährt hat sich das Bestreben, die Studierenden zu größter Selbständigkeit in der Ausführung der Versuche zu erziehen. Sobald ihnen Gelegenheit geboten wird, die Versuche unter eigener Verantwortung durchzuführen, wird das Interesse mit Macht angeregt. Bei der jetzigen Art des Unterrichtes bietet das Praktikum die einzige Möglichkeit einer persönlichen Aussprache zwischen Lehrer und Schüler. Es ersetzt dadurch ein Seminar. Es unterliegt für mich keinem Zweifel, daß der Unterricht in Physiologie besonders auch nach der Seite des Praktikums hin weiter ausgebaut werden muß. Gelingt es nicht, den Studierenden der Medizin zum biologischen Denken zu erziehen, dann ist eine der wesentlichsten Vorbedingungen für das ärztliche Handeln versäumt. Der Unterricht über die Funktionen unserer Organe muß in allen Teilen vertieft und erweitert werden. Der Studierende muß ausreichend Gelegenheit finden, Fragen zu stellen und eigene Beobachtungen zu machen. Er müßte ein Semester lang täglich zwei Stlmden im physiologischen Institute zubringen können, um, wie es jetzt im anatomischen Institute der Fall ist, mit allen seinen Einrichtungen und den in ihm geübten Methoden vertraut zu werden. Neben der Morphologie muß in der Vorbildung des Mediziners die Lehre von den LeistliDgen der verschiedenen Ge,mbsarten eine mindestens ebenbürtige Stellung einnehmen.

IV

Vorwort zur zweiten Auflage.

Darüber hinaus müßte jeder Biologe (Zoologe usw.) in Physiologie theoretisch und praktisch sich ausreichende Kenntnisse aneignen, um den Unterricht, sei es nun als Lehrer an einer Hochschule oder einer anderen Schule, nach der Seite der Leistungen der einzelnen Zellund Organarten vertiefen und lebendiger gestalten zu können. Praktische Übungen sind das beste Mittel, um in den Geist einer Wissenschaft einzudringen. Sie zeigen uns die Wege, die eingeschlagen worden sind, um zu bestimmten Ergebnissen zu gelangen. Die Kritik wird geschärft, wenn durch eigene Anschauung die Genauigkeit einer bestimmten Methode festgestellt werden kann. Die große Zahl einfacher Abbildungen hat nicht nur den Zweck, die Anstellung der Versuche zu erleichtern, sie sollen vielmehr darüber hinaus bei späteren Studien die Erinnerung an die durchgeführten Untersuchungen erleichtern. Den Herren B runo M arx, Leipzig, und Universitätszeichner Lektor Otto Fischer, Halle a. S., bin ich für die verständnisvolle Ausführung der Zeichnungen zu großem Danke verpflichtet. Halle a. S., im Juni 1919.

Emil Abderhalden.

Inhaltsverzeichnis. Erster Teil. Physiologische Untersuchungen mit Hilfe physikalischer Methoden. Grundregeln und allgemeine Methoden beimchemischenArbeiten Protokollführung . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . Allgemeiner Gang bei der Untersuchung einer unbekannten Sub· stanz oder Flüssigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qualitativer Nachweis von Stickstoff in organischen Verbindungen . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . I. Qualitativer und quantitativer Nachweis anorganischer Bestandteile . . . . . . . . Aschenanalyse . . . . . . . A. Qualitative Aschenanalyse Nachweis der Kationen Nachweis der Alkalien . Nachweis der Erdalkalien . Nachweis der Schwermetalle Nachweis der Anionen B. Quantitative Aschenanalyse . a) Veraschung durch Glühen Bestimmung des Chlors . Bestimmung der Alkalien . . . . . . . . . . . . . b) Veraschung auf nassem Wege Bestimmung der Alkalien, des Chlors, des Eisens, des Calziums, des Magnesiums und der Phosphorsäure nach Veraschung auf nassem Wege . . . . . Bestimmung der Alkalien Bestimmung des Chlors . Bestimmung des Eisens . Bestimmung des Kalkes . . . Bestimmung des Magnesiums. Bestimmung der Phosphorsäure Maßanalyse . . . . . . . . . . . . . Chlorbestimmung nach Volhard . . . . Bestimmung des spezifischen Gewichts von Flüssigkeiten Qualitative Mikroanalyse . . . . . . . . . . . . . Mikrochemischer Nachweis von Kalium (nach Macallum) lVIikrochomischer Nachweis von Eisen in Geweben Kapillaranalyse (Go p pelsroeder) . . . . . . . . . . Atomgewichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verhältniszahlen zur Berechnung von Analysenresultaten. Herstellung einiger Reagenzien . . . . . . . . . . . . . . .

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Qualitativer Nachweis organischer Verbindungen. Kohlehydrate . • . . . • • . . • . . . . . . . . . 1. Qualitativer Nachweis der Kohlehydrate . . . . . a) Nachweis von Traubenzucker, Glukose, Dextrose 1. Die Reduktionsproben . . . . . . . . . . . 2. Gärungsprobe . . . . . . . . . . . . . . . 3. Bestimmung des Zuckers durch Polarisation . . . . . . Nachweis von Traubenzucker mit Hilfe von Phenylhydrazin b) Nachweis von Pentosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) Nachweis von Rohrzucker (Saccharose), Milchzucker (Laktose) und Malzzucker (Maltose) d) Nachweis von Stärke e) Nachweis von Zellulose . f) Nachweis von Glykogen . 2. Quantitativer Nachweis von Kohlehydraten . . . . . 1. Quantitative Bestimmung des Traubenzuckers mit Hilfe der Fehlingschen Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Quantitative Bestimmung des Traubenzuckers nach Bertrand Fette und Bausteine . . . . . . . . . . . Nachweis . . . . . . . . . . . . . . . . Emulgierung von Fett durch Alkalikarbonat Spaltung des Fettes in seine Bestandteile Sterine, Nachweis . . . . . . Eiweißstoffe und Bausteine . . . . . Nachweis . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . Einwirkung von Pepsinsalzsäure oder von Magensaft auf Eiweiß Abbau von Proteinen und Peptonen durch Trypsin Harnstoff, Nachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Harnsäure, Nachweis . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . Gallenfarbstoffe und Gallensäuren, Nachweis . . • . • • . Nachweis von Adrenalin (Suprarenin) in der Nebenniere. Analysengang zur Erkennung organischer Verbindungen Die Substanz enthält keinen Stickstoff . . . . . . . . . . . Die Substanz enthält Stickstoff . . . . . . . . . . . . . . Darstellung organischer·Präparate durch Synthese und Abbau Darstellung von Nitrobenzol aus Benzol . Darstellung von Anilin aus Nitrobenzol . Darstellung von Azetanilid aus Anilin . . Darstellung von Phenylhydrazin aus Anilin . . Darstellung von Benzoesäureäthylester . . . . . . . . . . . . Darstellung von Azetaldehyd durch Oxydation von .Äthylalkohol Darstellung von Harnstoff aus Ammoniumzyanat . Darstellung von phenolschwefelsaurem Kali. . . Oxydation von Kohlehydraten • • . . . . • . . . Darstellung von Glukonsäure aus Traubenzucker Darstellung von Zuckersäure aus Traubenzucker Darstellung von Schleimsäure aus Milchzucker Reduktion von Kohlehydraten • . . . . . . Darstellung von Sorbit aus Traubenzucker Darstellung von Dulzit aus d-Galaktose Oxydation eines Alkohols zu Zucker . . . Darstellung von i-Galaktose aus Dulzit Darstellung von Glykogen aus der Leber . Synthese von Fetten . . . . . . . . . . Synthese von Glyzeriden . . . . . . . Darstellung von Fett aus Fettgewebe und aus Organen

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Inhaltsverzeichnis.

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98 Darstellung von Cholesterin aus Gallensteinen und Gehirnsubstanz. 99 Darstellung von Eiweißstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Darstellung von Albumin und Globulin aus Pferdeblutserum 99 Darstellung von Oxyhämoglobinkristallen aus Pferdeblut. . 101 Darstellung von kristallisiertem Edestin aus Hanfsamen . . 102 Darstellung von Kasein aus Kuhmilch (nach Hammarsten) 103 Darstellung von Aminosäuren und Polypeptiden. . . . 103 l. Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 A. Gewinnung von Aminosäuren durch Abbau von Eiweißstoffen. 103 Darstellung von Glykokoll und d-Alanin aus Seidenabfällen 103 Gewinnung von Glykokoll = Aminoessigsäure . . . . . 106 Darstellung von d-Alanin = .x-Aminopropionsäure. 108 Darstellung von Glykokoll aus Glykokollesterchlorhydrat llO Darstellung von ß-Naphthalinsulfoglyein. . . . . . . . Darstellung von 1-Cystin = ß-Dithio-.x-diaminodipropionsäure aus Keratin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 Darstellung von d-Glutaminsäure = Aminoglutarsäure aus Pflanzen111 eiweiß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Überführung der Glutaminsäure in Pyrrolidonkarbonsäure Darstellung von d-Arginin = .x-Amino-~-guanidinovaleriansäure . ll3 Darstellung von l-Tyrosin = p-Oxyphenyl-.x-aminopropionsäure aus Seidenabfällen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ll4 Darstellung von I-Histidin = .x-Amino-ß-imidazolylpropionsäure aus roten Blutkörperchen . . . . . . . . . . . . . . . . . . ll6 Darstellung von I-Tryptophan = cx-Amino-ß-indolpropionsäure aus 117 Kasein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ll9 Darstellung von Glukosaminchlorhydrat aus Hummerschalen ll9 B. Synthese von Aminosäuren . . . . . . . . . 119 Darstellung von Glykokoll aus Chloressigsäure . . . . . . . 120 Darstellung von dl-cx-Aminobuttersäure . . . . . . . . . . Darstellung von dl- Lenzin = IX - Aminoisobutylessigsäure aus Isoamylalkohol (nach Strecker-Fischer) . . . . . . . . . . 121 Darstellung von dl-Phenylalanin = cx-Amino-ß-phenylpropionsäure 124 (nach Emil Fischer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Darstellung von Kalziummalonat . . . . . . . . . . . . . . 125 Überführung der Malonsäure in den Malonsäurediäthylester . . 125 Überführung des Malonsäurediäthylesters in Benzylmalonester 126 Überführung des Benzylmalonesters in Benzylmalonsäure . 126 Überführung der Benzylmalonsäure in Phenylalanin . . . . . 127 Spaltung razemischer Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . Darstellung von I-Alanin aus dl-Alanin mittels Hefe (nach Felix Ehrlich) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Gewinnung von d-Histidin aus dem Harn von Kaninehen nach Ver129 fütterung von dl-Histidin . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Spaltung von dl- Leuzin in d-und 1-Leuzin (nach Emil Fischer). 131 2. Darstellung von Polypeptiden . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Darstellung von Glyzinanhydrid aus Glykokollesterchlorhydrat 132 Darstellung von Glyzyl-glyzin aus Glyzinanhydrid 132 Darstellung von dl-Alanyl-glyzyl-glyzin 133 Darstellung von dl-Leuzyl-glyzin . . . . . . . . 135 Nukleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Darstellung von Guanylsäure aus Pankreasdrüse (nach Levene und 135 Jacobs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Gewinnung von Guanosin aus Guanylsäure (nach Levene) Untersuchung von Speichel, Magensaft, Milch, Galle und Harn 136 auf die wichtigsten Bestandteile . . . . . . . . . . . .

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Speichel • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweis von Rhodanammonium- CNSH im Speichel Magensaft . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Milch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Quantitative Bestimmung von Kasein, Fett, Albumin und Milchzucker in der Milch . . . . . . . . . . . . . Galle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Darstellung von Cholsäure aus Rindergalle (nach Pregl) Harn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bestimmung des Stickstoffgehaltes nach Kjeldahl . . . Bestimmung des Stickstoffgehaltes im Urin. . . . . . Stickstoffbestimmung nach Kjeldahl im Mikroapparat . . . Bestimmung des Ammoniaks im Harn (nach Krüger- Reich -Schittenhelm) Bestimmung der Schwefelsäure im Harn . . . . . . . . . . . . . Nachweis von Phenol im Harn . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweis von Indoxylschwefelsäure im Harn durch Überführung in Indigoblau (sog. Jaffesche Indikanprobe) . Darstellung von Hippursäure aus Pferdeharn . Isolierung von Kreatinin aus Harn . . Gewinnung von Harnstoff aus Harn . . Darstellung von Harnsäure aus Harn . Darstellung von Harnsäure aus Guano Nachweis von Fermenten in Geweben . . .. Quantitative Bestimmung des Stickstoffstoffwechsels beim Tier

136 136 136 136 136 138 138 140 140 141 143 145 146 147 147 148 149 149 150 150 151 152

Zweiter Teil. Physiologische Untersuchungen mit Hilfe physikalisch-chemischer und physikalischer Methoden. Versuche mit Gasen, gelösten Stoffen und Kolloiden . . . . . . Versuche über gemeinsame Eigenschaften von Gasen und gelösten Stoffen Beobachtungen über Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beobachtungen über die Geschwindigkeit der Diffusion . . . . . . . . Versuche mit kolloiden Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . Versuche über Diffusion in Gallerten (nach Liesegang) . . . • . . . . Versuche über zunehmende Dissoziation mit der Verdünnung der Lösung Versuche über physiologische Ionenwirkung . . . . . . . . . . . . . Versuche über den osmotischen Druck . . . . . . . . . . . . . . . Bestimmung des Molekulargewichtes . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Bestimmung des Molekulargewichtes mit Hilfe der Gefrierpunkterniedrigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Bestimmung des Molekulargewichtes durch Feststellung der Erhöhung des Siedepunktes . . . . . . . . . . . . . . Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit von Lösungen . . . Bestimmung der Verbrennungswärme im Kalorimeter. Tierische Wärme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Bestimmung der Verbrennungswärme . . . . . . . . . . . . . . 2. Versuch zur Demonstration der tierischen Wärme . . . . . . . . 3. Temperaturmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Übungen in der Berechnung des Energieinhaltes von Nahrungsstoffen und Nahrungsmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . Übungen in der Berechnung der zur Leistung einer bestimmten Arbeit notwendigen Menge von Energie bzw. Nahrungsstoffen Funktion der Verdauungsdrüsen . . . . . . . . . . . . . . . . Sekretion des Speichels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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lnhaltsverzeichnis.

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Sekretion des Magensaftes . . . . . Sekretion des Pankreassaftes . . . . Versuche am überlebenden Darm Schluckakt . . . . . . . . . . . . Schichtung des Mageninhaltes . . Demonstration eines Hunde-, Pferde-,. Rinder- und Vogelmagens Blut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Blutgerinnung . . . . . . . . . . . . . . . l. Spontane Gerinnung. Ihre Verhinderung 2. Gerinnung unter Schlagen des Blutes . . Zählung der roten und weißen Blutkörperchen. l. Bestimmung der Zahl der roten Blutkörperchen 2. Zählung der weißen Blutkörperchen Versuche über Hämolyse . . . . . . . . . . Hämolyseversuche mit Saponin und Kobragift Bestimmung der Viskosität des Blutes . . . . Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bestimmung des Hämoglobingehaltes des Blutes Kolorimetrische Bestimmung des Hämoglobingehaltes Spektroskopische Untersuchung des Blutes Entgasung des Blutes . . . . . . . . . . . . . . . . Kreislauf des Blutes. Herz. . . . . . . . . . . . . Beobachtung des Blutkreislaufes in der Schwimmhaut des Frosches unter dem Mikroskop . . . . . . Versuche über die Herztätigkeit . . . . . . . . . . . . . Versuche am Frosche. . . . . . . . . . . . . . . . . Beobachtung des freigelegten, schlagenden Froschherzens Stanninsscher Versuch Reizung des isolierten Froschherzens. .. . . . . . . . . . . Nachweis des Aktionsstromes bei der Herzkontraktion . . . Beobachtung der Herzkontraktion beim in situ befindlichen Herzen mit Hilfe der Engelmannsehen Suspensionsmethode . . . . . . Reizung des Nervus vagus beim Frosch . . . . . . . . . . Goltzscher Klopfversuch . . . . . . . . . . . . . . . . Demonstration des Unterschiedes zwischen Arterie und Vene Bestimmung des Blutdruckes. . . . . . . Direkte Bestimmung des Blutdruckes . Indirekte Bestimmung des Blutdruckes Prüfung der Funktion der Herzklappen Auskultation der Herztöne . . . . . . Beobachtung des Spitzenstoßes beim Menschen Beobachtungen über den Puls . . . . . . . Aufzeichnung der Pulskurve der Arteria radialis mit Hilfe des Jaquetschen Sphygmographen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Registrierung der durch die Pulswelle bedingten Volumenänderungen einer Extremität . . . . . . . . . . . . Atmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nachweis der Kohlensäure in der Exspirationsluft . Messung der Vitalkapazität am Menschen . . . . . Auskultation des Atemgeräusches am Menschen Perkussion des .Thoraxes beim Menschen . . . . Registrierung der Atembewegung . . . . . . . Einfluß der Respirationsphasen auf die Herzphasen . Beobachtung der Atmung beim Kaninchen Versuch zur Demonstration des passiven Verhaltens der Lungen bei den Atemphasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Betrachtung der oberen Atemwege, speziell des Kehlkopfes . . . .

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Anhang. . . . . . . . . . . . . . . . 230 Johannes Müllers Versuch am Kehlkopf 230 Eigenschaften des Muskel- und Nervengewebes . 230 Präparation des M. gastrocnemius vom Frosch . . 231 Darstellung des Nervenmuskelpräparates • . . . . 233 Elastizität des Muskels • . . . . . • . . . . . . . . 234 Versuch über die Dehnbarkeit des ruhenden Muskels . 234 Erregbarkeit von Muskel und Nerv. Leitungsvermögen des Nerven. 235 Verschiedene Arten der Reizung des Muskels • • . . • • . . . 235 Versuche, welche die direkte Erregbarkeit des Muskels beweisen 238 Versuche über den Erfolg von Einzelreizen . • . . . . . . . 239 Versuche über den Erfolg mehrerer sich rasch folgender Reize . . . 252 Bestimmung der geleisteten Arbeit mittels des Ficksehen Arbeitssammlers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Feststellung des größten Gewichtes, das ein Muskelnoch eben zu heben vermag . . . • . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 Änd,t:rung der Erregbarkeit des Nerven im Elektrotonus . . . . . . . 256 Anderung der Erregbarkeit des Nerven, während er von einem konstanten Strome durchströmt wird . . • . . . • . ·. . . . . 259 Nachweis elektromotorischer Eigenschaften in Muskel und Nerv 261 Flimmerbewegung. Muskelkraft. Gehen und Stehen 267 Flimmerbewegung . . . . . . . . . • . . . . 267 Messung der Muskelkraft mit Mossos Ergograph . 268 Funktion des Fußgewölbes 269 Sinnesorgane . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 1. Sinnesorgane der Haut . . . . . . . . . . . . . 270 Aufsuchung der Druck-, Schmerz- und Temperaturpunkte 270 Untersuchung des Lokalisationsvermögens. Raum- oder Ortssinn 271 Versuche über Täuschungen 272 Bewegungsempfindungen . . 273 2. Geruchssinn . . . . . . . . 273 3. Geschmackssinn . . . . . . 27 4 4. Gehörorgan • . . . . . . . 275 a) Funktion des N. cochlearis . . . . . . . . . . • . . 275 Nachweis der Schalleitung durch Luft und durch Knocl1en 275 Betrachtung des Trommelfelles • . . . . . • . . • • . . . . . 275 Erzeugung des Kurvenbildes eines Vokales im rotierenden Spiegel 275 Versuche über Tonerzeugung, Beeinflussung der Tonhöhe und Ton276 stärke. Resonanz . . . . b) Funktion des N. vestibularis. 276 Galvanischer Schwindel 277 277 Kalorischer Nystagmus 5. Sehorgan . . . ~ . . . . 278 Akkommodation des Auges . . . . . . . 278 1. Betrachtung der Purkinje-Sansonschen Spiegelbilder beim nicht278 akkommodierten und akkommodierten Auge 2. Saheinerscher Versuch . . . . . . . . . . . . . 279 Po.pillenreaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Einfluß des I-Adrenalins auf die Pupillenweite . . . 281 Bestimmung des Krümmungsradius der Hornhaut mit Hilfe des 281 Ophthalmometers von Helmholtz . . . Betrachtung des Augenhintergrundes 283 Nachweis des blinden Fleckes. . . . . . 284 Beobachtung entoptischer Erscheinungen . 285 Bestimmung des Gesichtsfeldes 285 Nachweis des Astigmatismus . 289 ·Wahrnehmung der Farben . . 289

Inhaltsverzeichnis.

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. . . . . Adaptation des Auges . . . . . . . . . Versuch über den Verlauf der Erregung in der Netzhaut Umstimmung des Auges bei Ermüdung . . . . . . . . Demonstration der Erweiterung des Gesichtsfeldes beim binokularen Sehen gegenüber dem monokularen . Optische Täuschungen Rückenmark und Gehirn . Versuche über Reflexe. . . Nachweis des Zuckerzentrums in der Medulla oblongata Exstirpation des Vorderhirns und der Sehhügel beim Frosch Entfernung des Gehirns und der Medulla oblongata . . Reizung der motorischen Rindenfelder beim Kaninchen . Bestimmung der Reaktionszeit . . . . . . . Versuche über sogenannte tierische Hypnose. . . . . .

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Erster Teil.

Physiologische Untersuchungen mit Hilfe chemischer Methoden. Grundregeln und allgemeine Methoden beim chemischen Arbeiten. Beim chemischen Arbeiten ~>ind bestimmte Grundregeln zu beachten. Wohl diE· wichtigste i;;t: unbedingte Sauberkeit E:> bezieht sich dies nieht nur auf die Anwendung der einzelnen Gefäße und Apparate, sondern aueh auf den gesamten Arbeitsplatz. Ohne peinliehe Sauberkeit wird man nie gute Resultate erlangen. Weitere wi('hti!re Gmndregeln sind: Gewis;;enhaftigkeit und Ausdauer. Jlißlingt ein Yersueh, dann wiederhole man ihn mit größter Gründlichkeit, bis er zu einem guten Ende führt. Nie mal:; bleibe man a nf halbem Wege stehen und tröste sich damit, daß der \'ersuch ja hätte gelingen mü;;sen, wenn man alle Regeln beachtet hätte. Ein Mißerfolg bedeutet nur dann einen Zeitverlust, wenn keine LehrPn aus ihm gpzogen werden. Geht man den Fehlern auf den Grund, dann wird man yiel lernen nnrl für das weitere• Arbeiten wichtige Lehren ziehen. Man sei l!ewissenhaft gegen ~ich selbst und suche keinen begangenen Fehlet· zu Yertusehen. Vor aliPm strebe man auch eine gute AusbeutP an. Das praktischP Arbeiten hat nur dann einen ~Wert, wenn es zu Piner gewi;,;:;en Selbständigkeit beim chemischen Arbeiten führt. Die;;e kann leieht erworben werden, wenn man gleich Yon Anbeginn de:< Arbeitcns an möglichst ;;elb~tiindig denkt und jede einzelne Operation denkend vornimmt. Sdn· wichtig ist es, daß man über jeden einzelnen Vorgang Rich gcmtllt' Rechensc·haft gibt. Man verfolge alle RPaktiom'n an Hand von Formeln und verHäume nPben dPm praktischen Arbeih•n die Theorie nieht. Rein mcchanischc•s ArbeitPn kann zu Pim·r großpn Fertigkeit führen. Sie wird jedoeh zn kPinPm dauPnHIC'n Cewinn werden. Nnr Verkniipfung yon Praxis und TlworiP wird dPm pmktit'ehen Arbeiten eine grundlegende Bedeutung geben. Die PinzelnC'n Handgriffe htssc'n sich nur dureh praktisC'lH't' Arbeiten erwerben und könnn unmöglich einzeln bC'sehriPben werden. Es ,.;cien im folgenden einige der wiehtigstPn Operationen kurz angeführt. A bl. 'II 4 ), Cllll'. . I'i('(Or l f Ulll(' l l'lltllf'f('l' l'll1l'n t"pate (.\blJ ..-,)oder aiH·r ein Kartenldatt. Sehon hPi dioo;er einfadwn I >peration r·r~·iltt ,;ic·h Pine ,;l'hr 11iehtigP f{pgPI, diPfür das dwmif·whe

Grundregeln und allgemeine Methoden beim chemischen Arbeiten.

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Arbeiten im allgemeinen von allergrößter Bedeutung ist. Diese Regel lautet: man passe stets dns an zu wendende Gefäß der Substanzmenge, mit der man arbeiten will, an. Man wird somit den Mörser nur so groß wählen, daß man die Substanz eben bequem zerreiben kann, ohne daß sie beim Umrühren mit dem Pistill über die Ränder des Mörsers hinausfällt. Um alle Verluste zu vermeiden, stellt man diesen am besten auf schwarzes Glanzpapier. Wird dann wirklich etwas Substanz aus dem .Mörser herausgeworfen, dann kann man sie auf diesem einmal leicht erkennen und dann auch gut wieder gewinnen. vVird der Mörser zu groß ge- Abb.5. wählt, dann verliert man leicht Substanz, ~;~;~~: Abb. 4. :'\pateL ·weil bei dem energischenReiben stets etwas davon an der Mörserinnenfläche haften bleibt. Die gleiche Regel gilt für das zu wählende Gefäß, in dem man die Lösung vornehmen will. Ist man über die Löslichkeitsverhältnisse der Substanz, mit de1· man arbeiten will, gar nicht orientiert, so führt man einige sogenannte Reagensglasproben aus. Diese sind von allergrößter Bedeutung. :-lie schützen vor vielen schlimmen Erfahrungen und vor allem vor Zeitund Substanzverlust. Man nimmt eine kleine ~Ienge der feinpulverigen Substanz und bringt diese in ein kleines Reagensglas, fügt dann das Lösungsmittel in kleinen Portionen ~ tropfenweise ~ zu und beobachtet, wann die Substanz eben in Lösung geht. Tritt nach Hinzufügen von etwa~-; Liirmngsmittel in der Kälte keine Lösung ein, dann erwärmt man, ohne vorläufig mehr Lösungsmittel hinzuzugcben. (Ygl. die Haltung deH ReagensglaseR beim En1·ärmen in Abb. 6.) Wenn in der Hitze keine Lösung erfolgt ist, .;o setzt man von neuem I .. iirmngsmittel hinzu ============ A.bb. 6. und erhitzt wieder. ::\Ian kann dann leicht absehiitzen, wieyiel FlüsHii[keit man zur Li">Hung der ur>ipriingliehcn Substanzmenge braucht, und d;tnaeh wählt man die Größe deR Gcfäße8. DiP Liisung nimmt man gewölmlieh am besten in Pinem "·Pithah.;igen lrwendet werden. In diespm Fall wird die ~Flüssigkeit nebst Xiederschlag direkt, d. h. ohne vorherigE' Filtration in das Zentrifugierriihrchen eingefüllt und nunmehr zentrifugiert. Die Zentrifuge er:~verlu;.;t C>intritt. Die zu trocknende Substanz muß auf alle Fälle feinpulvrig sein. ln mam:hen Fällen wüm;cht man, l bleibt. In den meisten Fällen wird bei einer bestimmten Tl'mperatnr l'in bestimmtPH Destillat übergelwn. ~Wenn die Templ'ratur sich ändert. d. h. wenn der Quecksilberfaden weiter steigt oder zu ::;inken beginnt. dann unterbricht man die Destillation, nimmt diP Yorlage mit dem Destillat weg und legt eine neue Y orlage vor. Auf diese vVeise kann man die einzelnen DeRti!late getrennt auffangen. Diese Fraktionen sind meistens noch nicht ganz einheitlich. Es lohnt .-ieh, die fraktionierte Destillation mit jedem einzelnen Destillate zu wiederholen. Selb.-tverständlieh kann man diese Wiederholung der Destillation auf eine einzige Fraktion beschränken, wenn man eine bPstimmte SubRtanz zu erhalten wünscht, deren Siedepunkt bereits bekannt ist. ~1.an wird dann das, was zuerst übergegangen i;;t, den sog. Vorlauf. wt>p:p:ießen (evtl. bei sehr wertvollen Substanzen auch diesen fraktionieren) und nur die :Flüssigkeit, die bei einer bestimnlten Temperatur übPrgl'ganp:en if;t. nochmals tkr Destillation unterwerfen. Auch hierbei erhält man wil'der einen kleinen Vorlauf. Enü dann geht die reüw Yerhindung über. Ein bestimmtPr Siedepunkt iKt ein "·iC'htiges Kriterium für die Reinheit einer li'liissigkeit. tn manelwn ~Fällen gestattet spüw FestKtellung ohne weiterPs die ld('lltifizicrnng der destilliPrÜ'n Verbindung. In den meisten ]i'ällen wird man jedoeh bl'stimmte ReaktionPn. die Analyse usw. zu Hilk nehml'n miiR"I'n, um festzustellen. \\·eiche Verhindung vorliegt.

1J

Physiologische rntersuchungen mit Hilfe ehemiseher Methoden.

Um sich von der Reinheit einer festen Substanz zu überzeugen. bestimmt man ihren Schmelzpunkt. Hat man bereits bekannte Körper vor sich, dann wird man aus dem Schmelzpunkt schon beurteilen können, oh das erhaltene Produkt rein ist oder nicht. Selbstverständlich begnügt man ;.;ich damit im allgemeinen nicht, sondern stellt noch andere Konstanten fest, oder aber man hält sich an bestimmte typische Reaktionen, oder endlich, man führt die quantitative Analyse der einzelnen Elemente, die in der Substanz enthalten sind, durch. Zur Schmelzpunktbestimmung bedient man sich eines sog. Schmelzpunktapparates. Ein einfacher, leicht zu bedienender Apparat b Thermometer -"

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Abb. 31.

VaknumrJt>.;.;tiJlntion.

Abb. 32. Siei der Zer;;etzung las,;en f'ieh mandwrki Bt>ohachtunp:en madwn. Bald Rieht man das Auftreten von Ciasen, bald kann man feststelh·n. daß die sic:h zpn;etzende ~ubstanz h'ich, nm der letzteren etw:u.; in ein zweites Sc:hmelzpunktrf">hrehen Zll gehen nnd. \1 ie Ahh. :t~ zeigt, den Schmelzpunkt der bekanntf·n Su b~tanz gleiehzeitig mit dem der zu identifizierenden festzu,;tellen. Endlich mischt man etwas von lwiden NuhRtanzen in einem kleinen J[(",rser zu.~amnwn und nimmt dt>n Ndnnelzpunkt des Uemisdw,;. Bei der Ikstimmung des Schmelzpunktes bediene man sich in allen Fällen einer -.;og. Schutzhrill(' (Abb. :{8). E:-; kiimwn heim Platzen des Schmelzptmkt~koli>C'n>' ·"onst arge \'(·rldzungen der Augen eintreten. F!'rn('r lc:rl· man ein Tli(·h unter den Kolben. damit beim !'tlmigen llt·ntt1terfal!Pn der Ndl\1 df•lsiiure kein \'er,.;pritzen stattfindet. Sehr oft arbeitr E'in glühbeständiger Rückstand, dann haben wir ein Gemisch von organischen und Hdtorga nische n Be~>tand­ teilm vo1· uns. \Yenn dagegen überhaupt keine Yerkohlung eintritt, sondern ein Rückstand bleibt, der s0lbst starkt•m Ulüht>n widersteht, dann schli0ßen wie auf anorga tlische Substanz. Es kann allerdings auch d0r Fall eintr0t0n. daß eine· anorganisd10 ~ubstanz sich volh;tändig ,-erflüchtigt. die;, trifft z. B. für das Chloralllmon zu. Erweist ;,ich die Substanz al,.; a norganiseh, dann wird sie nach den weit0r unt0n angegeben0n Methoden auf diC' Pinzdnen Bestandteile untersueht. Die Asche \\·ird auf alle Fälle auf ihre R0aktion geprüft. Auch kann man mit ihr sehon die Flammem·0aktion an~:;tellen und sieh so einigermaßen orientieren. Ebenso sind di0 Lü;;liehkeitsverhältnisse des Aschenrüekstandes von großer Bedeutung und gelwn maneht> Winke übe1· die Art der f:lub;,;tanz, die vorliegen könnte. \YardieSuhstanz zum Teil organisch, zumTeil anorganisch. dann wird man einen Teil von ihr veraschen und die Asdte untersuchen. Eine anderE' Portion verwendet man zur FcRtsü·Ilung der organischen Bestandteile. Zunächst wird man - aueh dann. wenn Pine rein organis("he 1-luhstanz vorliegt- die Frage entseheidt>n. ob die Hubstanz Stic·kstoff enthiilt oder ni(·ht. Ygl. den folgenden Absehnitt. Enthält diE' 1-\uhstanz Stickstoff, dann liegt der Sd1luß nahe. daB es l-:i('h um \'prhindungen handelt, die entweder zum I;phor~ä

ure:

a) mit Eisen gefallen . . . . h) mit }lagne;;;ium gefallen c) mit }lagnesiamixtur gefällte P 2 0 5

0.10.17 Gramm 0,013() 0,0268

Uf'stimmnng des Chlors. Bei der \·eraschung wird auch hier zunächst mit \Yasser au"gezogen tmd erst dann ,-ollständig verascht. Die Asche wird in Salpetersäun• gelöst und die Liifnmg mit dem wässerigen Anszug vereinigt. Ans der salpetNsauren Lö"ung· \\·ircl dann das Chlor in dn gewöhnlichen \Yeise durch Zusatz von Si! bernitrat. so't:jii langP ein Xiederschlag entsteht, gefällt. Es \\ird dann durc·h ein aschefreie,.; "Filterck·n filtriert. Filter und :\ieden;chlag gibt man in einen !-(("wogenen PorzellantiegeL erhitzt bi:-: zum Schmelzen und wieg·t \\ieder. Es empfiehlt sieb. Filter und :\ ieclerschlag getrennt zu glüheiL In diesem Falle \Yird lctztPrer mit Hilfe einer Federfahne aus dem Filter auf ein 1-'tiick Glanzpapier gekratzt und das Filterehen dann im Porzellantiegel veraHC'ht. Darauf I I gibt man den XiPderschlag in den gleichen Tiegel. Man / vermeidet ,;o das I' .-\.sbest fest. :\Ian filtrit>tt nun 80 lange \Vm:sPr dureh d:t.~ so gebildc•te Filter hindurch. hi,.: da" Filtrat ganz klar halt an ihr feststellen. Zuert, gpnau abgenwssen. indem man sie in einPn MaBkolben überführt und dann mit destilliertem \Vat>sc>r auf Pin bPHtimmteH \·olumen auffüllt. Dann nPhmen wir lO t•cm dieRE'r Löstmg, geben l\IcthylorangP oder einPn anderE'n Indikator.

z. B. alizarinsulfm:aures Xatrium, zu nnd lnRsen nun ans einer Bürette X ormalsalzsänre zuflit,ßen, bis die "Cberp-an_gsfarbe des Jndikators sich Zt'igt. "\Vir wollen annehmen, daß wir 22,7 ccm ?\ ormalsalzsäure ge:brancht haben. In 1000 cc>m Xormalsalzsäure sind 36,4;) Gramm Salzsäure enthalten. Diese können 40 Gramm Xatronlauge = 1000 ccm Xormalnatmnlange neutralisieren. l ccm der ;..;ormalsäure entspricht somit 0,04 Cramm .Ka(OH) und :22,7 ccm i:-läure folglich 22,7 X 0,04 = 0.908 Gnunm. Die augewandten lO cem Lauge enthalten somit 0.908 Gramm Xa(OH) .

(~hlorhestiunnung·

nach Volhard.

1\'ir berüitigen dazn die folgenden Lösungen: I. eine 1 / 10 -n-Hhmlan:?. eine 1 10 -n-~ilbernitratlöt-:ung und 3. eine Eisenalaunliisung. Die;-;e dient al,.; Indikator. Zu der zu untersuchenden Cl-Ion Pnthaltendcn Lösung fügen "ir halogenfreie Salpetersäure und einige Tropfen der Eisenalaunlö8tmg. Eine Bürette be,.,chicken wir mit der 1, 10 -n-Rhodanammonlö:-mn_g und eine mit der 1 / 10 -n-Silbernitratlüsung. Den Stand beider BürC'tten haben wir aufgeschrieben. Jetzt lassen "ir yon der 1 ' 10 -n-::-lilbernitratlösung: so viel zufliPßen, daß sicher alle Cl-Ionen !-'efällt sind. \Yir halwn nunmC'hr in der Lö,.;tmg: AgCl als Xiedersddag·. übt>rschü.~.'-'ige. zuviel zngpsetzte Ag-JonE'n und Eisenionen . .Jetzt la,.;sen wir nm der 1/ 10 -n-Rhodanammonlö,;tmg zufließen. Da wo die TmpfPn hinfallen, entsteht sofort eine rotE' .Färbung von Rhodant·isen He 2 (C;..;SJ 6 . ~chüttcln wir um, dann vt>r:-;chwindet die rote Färbung. Es bildet :oich ein weißer Xicder:-;chlag von Silberrhodnnid, AgCXf.;. Dieser Prozeß vollzieht sich : mit 2ö,ü. (,._!.d. auch dit> K je I da lt 1- Stickstoffbestimmung.) ammonlö~ung.

BPstimmung dt·s spPzifisehPn GPwichts von

.Flü~sigkeitt•n.

J;,

Bestinunung des spezifischen Hewichts -ron 1nussigkeiten. a) :Mit. Hilfe ei nel'! Aräometer~. Man gibt die zu bestimmende Flüssigkeit in ein hohes zylinderförmiges Gefäß (z. B. ein't aus dem gefundem•n 'Vassergewicht dl'!" Inhalt. dPs Pyknonwter;.; z11 et·mitteln. 1 eem \rassPr nm -t. 0 wiegt

tient

46

Physiologische Untersuchungen mit Hilfe chemischer Methoden.

1 Gramm. Mit steigender Temperatur nimmt infolge der Ausdehnung das Gewicht ab (vgl. in Landolt- Börnsteins physikalisch-chemischen Tabellen das Gewicht von 1 ccm Wasser bei verschiedener Temperatur bezogen auf 4°). Teilt man das gefundene Wassergewicht w durch das Gewicht von 1 ccm Wasser (m) bei der Versuchstemperatur t 0 , so erhält man den Inhalt des Pyknometers gleich w und durch Division m dieses Wertes in das Gewicht der Flüssigkeit f das Gewicht von 1 ccm der letzteren, oder das spez. Gewicht bei t 0 , bezogen auf Wasser von 4 6 :

-f ·1n. w

Qualitative Mikroanalyse. lUikrochemischer Nachweis von J{alium (nach l\lacallum). Zum Nachweis geringster Spuren von Kalium ist ganz besonders das sog. Kobaltreagens, Kobaltnatriumhexanitrit, CoNa 2 (N0 2 } 6 geeignet. Dieses wird bereitet, indem man 20 Gramm Kobaltnitrit und 25 Gramm reines Natriumnitrit in 75 ccm verdünnter Essigsäure (10 ccm Essigsäure auf 75 ccm ·wasser verdünnt) löst. Es findet bei der Vermischung der genannten Substanzen eine lebhafte Entwicklung von Stickstoffperoxyd statt. Tritt eine Abscheidung auf, so wird abfiltriert, das Filtrat auf 100 ccm aufgefüllt und in einer mit einem Glasstopfen gut verschließbaren Flasche am besten im Eisschrank aufbewahrt. Gibt man eine geringe Menge des Kobaltreagenscs zu einer Kaliumlösung, so entsteht sogleich ein orangegelber Niederschlag von dodekaedrischen Kristallen. Sie sind in kaltem \Vasser und in 80 prozentigem Alkohol sehr wenig löslich. Ist nur sehr wenig Kalium vorhanden, dann erhält man beim Zusatz des Reagenses keine Fällung, sondern höchstens eine gelbe Färbung. Um auch in diesem Falle die Anwesenheit der Kobaltkaliumverbindung nachzuweisen, wendet man eine Lösung von saurem Ammoniumsulfid, (NH 4 )HS, (1 Teil Sulfidreagens und 1 Teil ·wasser) an. Das Kobalt wird augenblicklich unter Bildung von schwarzem Kobaltsulfid ausgefällt. Die Ammoniumsulfidlösung bereitet man durch Einleiten von Schwefelwasserstoff, den man durch eine Waschflasche, die vVasser enthält, geschickt hat, in eine Ammoniaklösung (von der Dichte 0,96). Es wird so lange eingeleitet, bis der Ammoniakgeruch verschwunden ist und Geruch nach Schwefelwasserstoff auftritt. Wir stellen uns nunmehr mit dem Gefriermikrotom mehrere Schnitte durch Lebergewebe dar. Diese bringen wir einzeln auf einen Objektträger und bedecken sie mit dem Kobaltreagens. Nach einer Stunde gießen wir das Reagens ab, entfernen den letzten Rest mit Hilfe von Filtrierpapier, geben dann ·wasser hinzu, lassen es, soweit wie möglich, abtropfen und nehmen den letzten Rest mit Hilfe von Fließpapier

Qualitative Mikroanalyse.

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weg. Nun läßt man die Ammoniumsulfidlösung einwirken. Wir nehmen von ihr etwas und geben dazu das gleiche Volmnen reinen Glyzerins, das wir mit einem Volumen Wasser verdünnt haben. Nun bedecken wir das Präparat mit einem Deckglas und betrachten unter dem Mikroskop, an welchen Stellen Kobaltsulfid entstanden ist. Sehr hübsche Präparate erhält man auch, wenn man einzellige Lebewesen wählt, wie z. B. Hefezellen. Zu diesen setzt man etwa 2 Volumina des Kobaltreagenses, läßt es eine Stunde einwirken und zentrifugiert dann die Zellen ab. Das Reagens wird abgegossen, Wasser auf die Zellen gegeben und wiederum zentrifugiert. Auf diese ''Teise werden die Zellen gewaschen. Dann bringt man sie auf einen Objektträger und behandelt sie mit der Glyzerin-AmmoniumRulfidmischung.

llliluochemischer Nachweis von Eisen in Geweben. Wir wählen zum Nachweis von Eisen Lebergewebe. Dieses Organ wird in kleine Stücke zerschnitten, die nicht mehr als 5 mm Durchmesser haben_ dürfen. Sie werden sofort in absoluten Alkohol gelegt. Nach 24 Stunden wird der Alkohol durch frischen ersetzt und dies am Ende des zweiten Tages wiederholt. Die Behandlung mit Alkohol darf auf keinen Fall weniger als 48 Stunden dauern. Selbstverständlich müssen alle Instrumente, Gefäße und Lösungen, die man anwendet, vollständig frei von Eisen sein. Ist das Gewebe genügend gehärtet, so bringt man es eine halbe Stunde lang in völlig reines, destilliertesWasserund stellt dann mit dem Gefriermikrotom Schnitte her. Man bedient sich hierbei mit Vorteil flüssiger Kohlensäure als Gefriermittel. Die Dicke der Schnitte darf nicht inehr als 20 p betragen. Nun werden die Schnitte 24 Stunden lang in eine frisch bereitete, 0,5prozentige wässerige Lösung von Hämatoxylin gebracht. Die braungelbe Farbe, die das Gewebe annimmt, kann teilweise durch Auswaschen mit destilliertem Wasser beseitigt werden. Am besten legt man die Schnitte in absoluten Alkohol und gibt dann das gleiche Volumen Äther hinzu. Nach 2 Stunden ist das unangegriffen gebliebene Hämatoxylin zumeist vollständig ent· fernt. Das Gewebe ist nun nur noch ganz leicht braungelb gefärbt. Man kann noch mit Eosin oder Safranin nachfärben. Dann ·werden die Schnitte durch absoluten Alkohol von Wasser befreit, mit Xylol behandelt und dann in Benzol eingebettet. Unter dem Mikroskop sieht man überall da, wo anorganisches Eisen vorkommt, sei es in Form eines Oxyds oder als Phosphat oder locker an Eiweiß gebunden, die blauen oder blauschwarzen Flecken des Eisenhämatoxylins. Zum Nachweis von organisch gebundenem Eisen verwendet man die folgende Methode. Man stellt ebenfalls wieder Schnitte von Gewebe dar und bewahrt sie in Alkohol auf. Man überträgt sie dann auf einen Objektträger und gibt mit Hilfe einer Gänsekielspitze einen Tropfen verdünnten Glyzerins hinzu. Nun wird der Schnitt unter dem 1\'Iikroskop zerzupft, und zwar am besten mit elfenbeinernen Nadeln, um zu vermeiden, daß Eisen von außen zugeführt wird. Man gibt einen Tropfen der sauren Ammoniumsulfidlösung hinzu. Nachdem das Glyzerin

.43

Physiolo)!ischc

l.~ntcr~uchungen

mit Hilfe chemischer ::\iethoden.

mit dem Sulfidreagens mit Hilfe Pines Gänsekiels gut durchgemischt worden ist, wird das Deckglas aufgelev:t, und nunmehr unter dem Mikroskop festgestellt, ob Eisenreaktion eingetreten ist. Meist wird man einige Körnl'lH•n :Ferrosulfid erblicken. Nun wird das Präparat 3-8 Tage in einem Trockenschrank bei 60 ° belassen. Man beobachtet dann, daß der Kern der Zellen ganz allmählich eine schwache Grünfärbung annimmt. Diese Färbung nimmt von Tag zu Tag zu, bis die Kerne ganz dunkelgrün aussehen. Um zu beweisen, daß in der Tat Ferrosulfid vorliegt. läßt man unter das Deckglas etwas Wasser eindringen, um das Glyzerin und das Ammoniumsulfid wegzuwaschen. Dann bringt man einen Tropfen einer Mischung von gleichen Teilen 0,5 prozentiger Salzsäure und 1,5 prozentiger Kaliumferrizyanidlösung unter das Deckglas. :.\Ian erhält eine tiefblaue Färbung.

Kapillaranalyse. ( Goppelsroeder.) Wir schneiden ea. 2 cm breite Filtrierpapierstreifen b (Schleicher & Schüll, Düren [Rheinland]. Sorte 598) und hängen einen solchen mit dem einen Ende in die zu untersuchende Flüssigkeit c, z. B. Harn, Milch, Galle usw. Das andere Ende ist in der Klemme eines Stativs a befestigt (\·gl. Ahb. ;):J). Wir beobachten, daß nach kurzer Zeit Flüssigkeit im Streifen hochsteigt. b Zum Xachweis von Harnstoff betupfen wir den Streifen mit Merkurinitratlösung. Wir erhalten eim' weiße Trübung. Zum Xaclnveis vonEiweißund Pcptonen wird der Streifen, nachdem er in eine eiweiß- resp. peptonhaltigc Flüssigkeit eingetaucht worden war, zuer;;:t mit heißer Kupfenmlfatliisung und dann mit ÄtzAbb. 55. alkalilösung betupft. An den Stellen des Streifen,..;. Kapillaranaly'r ~nitteb an denen 8iweiß resp. Pepton sich befindet, erhält Filtrierpa pit•r. man rotvioh•tte Färbung (Biuretreaktion). In einem weiteren Versuch JasRen wir den Streifen in eine sehr verdünnte Tyrosi nlösung Pintaueheu und weiHen nachher auf ihm di'tP die umgekehrte. Die Hydrazone müßten ve>r>'oliert 11·ordPn. Ygl. die folgenden }'ornwln:

CH 2 (0H) · [C'H(OH)Ia ·CO· CH 2 • OH .L. H 2X · XH · C6 H 3 = CH 2 (0H) · [CH(OH)b · ~ · CH 2 0H-'- H 2 0 X. XH. CGH3 Bildtmg der

Aldell~-dgrnp]H' _.----"-..

c ecn1 einer Lösung nm l Gramm Orzin in .)00 r·r·m 30prozPntiger Salz.-;äure, der 2;) Tropfende.-; offizinelln Liquor ferri zugegeben sind, erhitzt man zum 1-)ieden. In die heiße Lilsung liil.H llHID nun dPn zu untersudwnden Harn vor,.;ichtig ;-:ut ropfr•n (il'sr·n l'tnstand kiinn'l'h'iiß

Qualitativer Xachwcis Yon Kohlehydraten.

57

,.;chmeckende Zuckerart vor uns, die an und für sich Metalloxyde nicht reduziert, dagegen nach erfolgter Spaltung H,eduktion zeigt, dann dürfen wir ziemlich l:licher auf Rohrzucker schließen. Die Fest::;tellung des Drehungsvermögens und des Yerhaltens gegenüber dem Fermente lnvertin sichert die Diagnose. Der Rohrzucker dreht nach reehts. Xach erfolgter Zerlegung in Trauben- und Fruchtzucker finden wir Linko,;drehung, "·eil der Fruchtzucker stärker nach links als der Traubenzucker nach rechtR dreht. Dieser Umkehrung des Drehungsvermögens bei der Spaltung verdankt daE entHtehende Gemisch Fruktose und Glukose den Xamen InYertzucker. Durch die Unfähigkeit zu reduzieren unterscheidet sieh der Rohrzucker scharf von den beiden anderen biologisch wichtigen Disacchariden }Ta lt o,; e und :\Ii l c h zu c ker. i; Zur Herbeiführung 1 der Hydrolyse kochen ,, \\ ir eine 5 prozentige "' !: :i Rohrzuckerlösung ~ .':\ etwa eine .:\Enute mit ,-erdünnter. Salzs.~ure, ~;==:-=:::-:c)::-==::::~~Jr--ili ir ·· • ·.• r:i nachdem Wiruns nher- , : >t·J :r.lll - - -. ·· ~ r -

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Physiologi,;che

L:nter~uchungc·n

mit Hilfe chemischer :\lethoden.

geführt worden, sondern durch die Salzsäure des :Magensaftes. Vbergießt man Rohrzucker mit Darmsaft, dann tritt nach kurzer Zeit po;-;itive Reduktion ein. In diesem Fall ist die Spaltung durch da;:; _Ferment In Yi.:'rti n bewirkt worden. AuchHefe enthält dieses Ferment. Den Yerlauf der Hydrolyse des Rohrzuckers durch Säuren oder durch Invertin kann man sPhr schön feststellen, indem man im Polari;-;atiom;rohr cliP Drehung verfolgt. Die anfängliche Recht::;drehung geht in Linksdrehung über. .:\Ian bringe zu einer .J prozentigen RohrzuckPrl()sung Darmsaft oder 10 prozentige Salzsäure. fülle das Gemisch in ein Polarisationtlrohr (Abb. 60) und stelle dasDrehungsvermögen dPs Gemisches mit Hilfe eine,; seine Ablesung gestattenden Polarisationsapparates (Abb. 61) l'•J!arisati~~~~~ll~0 ;uit }laute!. fe.~t. ::\Ian beobachte alle 5 :Minuten das Fortschreiten der Hydrolyse. In den ZwischenzPiten wird da;. Rohr bei PinPr bestimmten Temperatur, z. B. 37 ° gehalten. l-m Temperatur,.;chwankungen während de;.; •.\blesens der Drehung auszuschließen, wählen wir ein Rohr, das einen lra:-;sermantel Pc/.].,n!:;3.ltansrohr·

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.\ bh. t>J.

J'o]ari~ ccm Speichel. Zur Kontrolle geben wir zu l eem des gut vermischten 1:-lpeirhels Xatronlauge und darauf Kupfersulfatlösung und kochen. Es darf keine Reduktion eintrekn. Nun geben wir Yon den übriggebliebenen 4 rcm 1:-lpeichel ~ ecm zu 1 Gramm ~tärke und bringen daH Gemisch in einen Brutschrank. Nach 2 ~tunden prüfen wir, ob reduzierende ~ubstanzen vorhanden Hind. War der Speichel gut wirksam, dann erhalten wir ohne weiteres Absehcidung von KupferoxyduL Oft muß man längere Zeit warten, bis deutliche Reduktion nachweisbar ist. Uen Rt'St tles Speieheb agenzglas mit der Salpetersäure fließen läßt. Man beobachtet dann an der Berührungs:.;telle der beiden "Flüs:-;igkeitsschieht,•n Pinen weißlichcn trülJ:c•n Ring (Hellersche Probe) . .M:an beachtc, daß normale erine an der Berührungsstelle Pinen roten oder rotvioletten, durchsichtigen Hinp: geben. DiesP Färbung rührt vom Indigofarbstoff lwr. Essigsäure- Ferrozyankalium-Pro be: Man gibt zu lO C('lll klaren Urins 10-Li Tropfen \·enlünnte Essigsäure. Dann fügt man tropfenweise 10 prozt•ntigc :Fenozyankaliumlösnng hinzu. Jeder Überschuß an die:-;er ist zu vermeiden. Enthält der Ham .lie Ausbeute beträgt etwa 30 Gramm. Darst ..llung

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Zuckersäure aus Tt·auh('nzuckl.'r.

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H·C-OH I

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H-C-OH I H.c.oH I

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H·C·OH I HO·C·H I

H-C·OH I

H-C-OH

C'H 2 0H --;-- 0 2

Im TrauhPnzuulzit auskristalli:-;iert. Hehlid31ieh engt man bi;.; zum Sirup Pin und zieht diPHen mit lOO ntigem Alkohol gefällt. }lan läßt den XiederKd!lag Hieh abHC'tZ('n, dekantiPrt clPn griißten Tc·il d Eisessig fließen. Dann erhitzt man über einer kleinen Flamme, bis gerade Aufkochen eintritt. ~ach dem Erkalten unkrsucht man das Präparat mikroskopisch (Häminprobe, Teichmanru.;che Kristalle).

Darstellung yon kristallisiertem J~drstin ans Hanfsanwn 1). Hanfsamcn, etwa ;)ÜÜ Gramm, werden in einer Mühle gemahlen oder iu einem Mörser zerquetscht. Die zerkleinerte Masse wird dann mit Petroläther im l:;oxhletapparat (vgl. Abb. 93, S. 137) ausgezogen, bis alles Fett 1 ) An ~teile von Hanfsamen können auch andere Sanwnarh-n, z. B. Baumwoll , Kü rl.Ji~-. ~OIUH"nl.Jlumensamen, verwendet werden.

1 U2

PhyHiologischl' UnterBuchungen mit Hilfl• chC'mischer }fdhodcn.

('ntfernt iKt. Dann wird die verbleibende Ylasse in dünner Schicht auf Filtrierpapier ausgebrE>itei und gewartet, bis der Petroläther verdunstet Ü;t. 100 Gramm des so erhaltenen Mehles werden mit 3 prozentiger, ß0° warmer Kochsalzlösung extrahiert. Es wird auf einem Heißwassertrichter rasC'h durch Koliertuch filtriert. Den :Filterrückstand gibt man nochmal~-; in das Extraktionsgefäß zurück und übergießt wieder mit der warmen Kochsalzlösung und rührt gründlich durch. Am besten stellt man den Topf, in dem man das Ausziehen vornimmt, in einen :r.weitc·n. der mit ·wasser von 60° gefüllt ist. Aus dem Filtrat scheiden ;.;ich bC:'im Abkühlen bald Kristalle von Edestin ab. Sie werden abfiltricrt, mit verdünnter Salzlösung und dann mit 50 prozE>ntigem Alkohol gewaschen. Das von Säuren und Basen ganz freie Edestin löst sich nicht in ·wasser, wohl aber in neutralen Salzlösungen. Fügt man etwas vom Edestin in einem Reagenzglas zu einer lOprozentigen Kochsalzlösung, dann tritt beim Erhitzen auf 87 ° Pinc leichte Trübung auf. Bei 94 ° bilden ,;ich Flockt>n. vYird nun filtriert, dann erhält man bei weitert:>m Erhitzen keine Koagulation, obwohl die Lösung noch Eiweiß enthält. Man prüfe mit Hilfe der Binrotprobe (vgl. S. 70). Gibt man eine ganz geringe Säuremenge hinzu, dann tritt wieder Fällung auf. Man überzeuge sich. daß Edestin die verschiedenen Farbenreaktionen der Proteine gibt. Vgl. Seite 70-71.

Darstellunr::- Yon Kasein aus Kuhmilch (naeh Hammarsten). Abgerahmte Milch wird mit dem vierfachen Yolumen vVasser verdünnt. Dann setzt man so viel verdünnte Essigsäurce hinzu, daß die Lösung etwa 0,75-l Prozent davon C'nthält. Das sich zmmmmen mit dem Fett und Aschenbc>standtc·ilen abscheidende Kasein wird durch Leinwand ahfiltriert. DiPse spannt man auf C'inem Kolierrahmen aus (1'1.d. Abb. ';6). :\nn bringt man den Filterrüdu;tand in eine Reibschale, gibt \Vasser dazu und ZC'rrcibt die Fällung innig damit. Von Zeit zu Zeit 11ird dieses durch Dekantieren entfernt l!nd erneuert. Das Kasein 11·inl dann in wenig vcrclünnü·m Alkali, in Ammoniak oder 1 / 10 -n-~a­ tronlange gelüst und filtriPrt, nachdem man vorher den Hauptteil des Fettes abgeschöpft hat. Ein weiterer TPil des Fettes blPibt auf dC'm Filter zuriiek. Es wird niln die Fällung (ks Ka,seins mit ERi·Ü;r;.;iÜII'C' wiederholt, und dieser Prozeß etwa dreimal durchgeführt. Zuletzt wird der Kiederschlag so lange mit \Yas~- auch am Kasein di0 n•r;.;ehiL•d(•nl'n l hPidPn Kolben eYakui('!'t \\erden. Die Vorlage wird durch Auffließenlassen von \Vastln zugt>st>tzt, biK die RuspPndieete Gallensäuremasse vollständig gelöst iHt. DiP RPaktion ist jetzt deutlich alkalisch. Es wir-d eine hnlht> 1-\tumll' am Hüekflußkühlee

1 +0

Phy,;iologiselw t•nkrsuehungen mit H i]fp chemisclwr :\Iethocll'n.

gekocht. Hierbei scheidet sieh da;.; in Alkohol :schwer lösliche~ a tri umsalz der Cholsä ure in Form feiner 1'\adeln ab. Die Kristalle werden abg-cnut;;cht. Um Yer::-;topfung der Poren der Xutsche zu vermeiden. wird diese zunächst mit dtem Filter auf ein vVasserbad ge;.;tellt. Man hez"·eckt hiermit Erwärmung der ::\ut;.;che. Dann gießt man wiederholt siedendheißen Alkohol durch die ::\ut;;che hindurch, um sie möglichst von \Yasser zu hefrcien. ,Jetzt wird rasch die heiße Lösung auf_!.(egossPn. Die KriRtalle werden mit ;;iedendheißem Alkohol gewaschen. Dann setzt man die ::\ut::-;che auf ein kleines Erlenmeyer-Kölbchen und löst diE' auf der Xntsehe befindlichen Kristalle in siedendem \VasRer. Die Lüstmg tropft in das Kölbchen hinein. Das in der Saugflasche befindliche alkoholü;che, alkalische Filtrat wird im Destillationskolben unter vermindertem Druck vollständig bis ;mr Trockene verdampft. Den Rück:otand übergießt man mit lO ecm a bsolntem Alkohol und kocht 2 Stunden lang am Rückflußkühler. Auf diese Weise wird der letzte Rest der Cholsiiure in Form ihres Xatriumsalzes abgeschieden. 1\'Ian filtriert die heißP Flüssigkeit genau in derReiben \Veise, wie e:o eben beschrieben worden Ü;t, auf einer warmen :\utsehe ab, "iischt die Kristalle mit heißem Alkohol und :setzt dann die ~ utsehe auf das glciclw Erlenmeyer-Kiilbchen, in dem man vorher ;;ehon die wiü;serige Lösung der anskristallisierten Masse geRammelt hat ..Man lüst die Krii-italle wiederum in heißem \Vas:oer und bringt das Filtrat zu dem nJrhergehenden. Zu dem ~atriumsalz der Cholsiiurc !.(ibt man nun yorsichtig unter Umsc:hütteln so lange :iOprozentige E:o;;igsiiure hinzu, als eine Eällung eintritt. Die freie Cholr-;änre wird dann ab.~cnut:;c:ht und im \' akuumex~olikkator getrockiwt. ~ie enthält ein Molekül Kristallwasser. :\leist ist sie noc:h nicht 1-!anz rein. Zur Reinigung wird die ('holsäure noc-hmals in das ::\atriumsalz übergeführt und dann wieder mit Eisessig daraus ab!.(eschieden. Die getrocknete Fällung C"rwännt man mit wenig Alkohol auf dem \Vasserbade. Dabei entstehen rhmnhische TctraPder. Die mit einem Molekül Alkohol kristallisierte Cholsiiure Rchmilzt bc~i lH/ 0 • DiP _.\usbeute llnutzt hit•rzu t'ntwt•ckr ChlorkalkliiKtmg oder eine ;:olclw von EiHPndJ!orid. Sehr gutt· }{p:,;ultatl' gibt die• A.nwendung von 10*

148

Physiologi~C'!w

Untersuchungen mit Hilfl• chemischer Methoden.

Chlorkalklösung. Man vPrwendet eine verdünnte Lösung davon und fügt diese tropfenweise unter fortwährendem Umschütteln zum Harn. Dann gibt man wenig Chloroform zu und schüttelt durch. Das Chloroform färbt sich blau, indem es das gebildete Indigoblau aufnimmt. Am besten stc•Ilt man mehrere Proben an. Eine bestimmte Menge des anzuwendenden Chlorkalks kann man nicht angeben, da die im Harn enthaltene l\Ienge Indoxylschwefelsäure nicht bekannt ist. Eine zweite Art des Xachweises, die auch zu guten Resultaten führt, ist die folgende: Es wird dPr Harn mit Bleizuckerlösung oder Bleiessig ausgefällt. dann filtriert und zu dem Filtrat da:s gleiche Volumen eisenchloridhaltige, rauchende Salzsäure hinzugesetzt auf 1000 Teile 2-4 Teile Eisenchlorid. Xun wird 1-2 Minuten lang stark durchgesehüttelt und dann der Farbstoff ebenfalls in Chloroform aufgenommen.

Darsü•llung von Hippursäure aus Pferdeharn. C6H 5CO · XH · CH 2 • COOH . Es \H'rden 300 preBt und dann in Wasser unter Zusatz von etwaH Ammoniak gelöst. Die gelbgefärbte Lösung wird unter Zufügen von etwas Tierkohle aufgekocht, dann filtriert und das Filtrat eingedampft. Zum Rückstand gibt man wiederum :-lalzsäure, nutscht die Kristallmasse wieder ab, wäseht sie mit wenig ciskaltem ·wasser und prellt scharf ah. Die Kristalle werden dann im Vakuumexsikkator gctroeknC't. Bs i:st zwcekmäßig. Pine Probe der feuchten MassP unh·r dem Mikroskop zu untersuehc·n. BeohaehtPt nutn unregelmäßig )!:in Kolloid. Es diffundiert nicht durch tieri;;che }lembranen hindurch. Haben wir in die Dialysierschläuche genau abgemessene Flüssigkeitsmengen gegeben, dann kämmen wir am SchhtsHe der Venmche leicht feststellen, daß eine Verdünnung ihres Inhalte;; stattgefunden hat. Ferner können wir bei VerHuch l das gesamte r.uge;;etzte Eiereiweiß wieder gewinnen, während bei Versuch 2 und :{ im Dialysien;chlauch die )Ienge der 7.ugesetzten Substanzen gPmw um den dialysierten Auteil abgenommen hat. 4. ZPitreaktionen hei Kolloiden nach Vorländer 1 ).

V Prs u eh I. :\I an gibt r.u glciehl'n Vol umina einer :-;tark verdünnten Ferror.yankaliumlüsung (0,04 Gramm kri:-:t. Salr. im Liter) in Pec~hPrgliisern Yl'rcl ünnte I-la l zsii 11 re nm;chiedcner Konr.entration. und r.war stt'ts glPiehe \'olumina. EirH· Probe bleibt ohne Salz:-;äun•r.usatr. und wird zum Vergleieh mit dem entsprt'elwnden Volumen WasHer YPrdünnt. Fügt man nun zu allen Proben einige TI'Opfen einer sehr n·rcliinntPn, lic~htgel\)('11 Fl'niehloridlii:-:u ng, so zpigt. eH sich, dal.~ 1)

l'rivatlllittiner .i- bio; lO prozentigcn warmen Gelatine]öo;ung mHl gic•ßen cliesp auf eine GlaRplatte vom Format z. B. 1:~ : 18 cm ans. NaC'h llem Er,;tarrcn bringen wir 1/ 2 ccm Piner lOprozentigen Kochsalzliisung in Tropfenform auf die Yritte der Platt('. E~ dringt da,; Salz nach allen Seiten gleichmäßig in die Schicht ein. l!m festzustellen. wie weit nach einigen Stunden da~ Koc·hsalz \'orgpdrungen ist, übergießt man diP Platte nach Wegnahme des Tropfenreste~ mit FiltrierpapiPr mit einer Silhemitratlö:mng. ;VIan kennt jPtzt ohne weitPres an der ( 'hlorsilhertrübung. wio weit das Kochsalz mtch allen Sl'iten yorgedrungen ist. Der Versneh kann aueh No nusgeführt wNd(•Jl. daß man dPr Gelatine nn· (km En;taJTen etwa;.; Silbernitratlöf'nng zufiigt. V('rsueh 4. Es wenlPn 1.->eem einer lOprowntigen GelatindiisHng mit :3 l'C'l11 einl~r 2 prozentigen Kochsalzlösung gemi:-;eht. Dann bringt man auf da:-; C'rc,tarrte Gemi;;eh auf der Platte in einem Abstand von 4 cm 2 Tropfen Yon je 0.2 ecm ein Pr 20 prozentigl'Il Silhernitratlösung. Es ent::;teht Chlor,.;illwr in Kreisform um jeden Tropfen. Haben 14id! die Krei;;e heider Tropfen auf etwa I cm genähert, dann w:whsen sie rac;ch aufeinander zn. Die Ursaehe lliPser Erscheinung bildet die durch Diffusion Pintretende Verarmung all Kochsalz, wodurch ein rasehere:-\'ordringen der Silbernitratlöcmng ermöglicht wird. Sie tritt zwischen drtH·ke hlaf.\rote Farbe•. und die noc·h weit Pr llll tc•n liegende ist tiefrot gefärbt. Die l'rsaehe dic·sRf'r, oder wir ver"·cnden 0,\)prozentige KoclJRalzlösung. Yon der Ycrdünnung;.;flüssigkcit nehmen wir HO viel auf, daß die Pipette bis zur Marke ](}] vollsti\ndig gefüllt ist. BiH z11r Marke 1 umfaßt die Pipette l cmm Inhalt, hiH zur :Marke ](}] 100 cmm. Es i;.;t also da:-; Blut I : 100 verdünnt worden. In der Erweiterung der Pipette befindet Kieh eine Glasperle. Sie dient zur gleichmäßigen Verteilung der roten Blutkörperchen in der Verdünnung;;flüst>igkeit. Diese darf nicht durch Schleuderbewegungen in der einen oder anderen Hichtung bewirkt werden. Man muß vielmehr die Pipette ununterbrochen und ra::;ch nach allen Hichtungcn drehen. )11m wird zunächst nach erfolgter MiHchung der Inhalt der Kapillare der Pipette entfernt, indem man durch den Sßlieh zu großen Fehlerquellen \\'erden müssen. In der Tat ist es sehr sehwiNig, einigermaßen exakte Blutkörperchenzäh ltmgcn d mehznführen. Es i;-;t clazn eine große t'llllng t>rfonlerlieh. Entnehme11 wir das Blnt direkt einem Blutgefäß, indem wir ein Rolche~ a11;,teehen. z. B. an der Fingerkuppe, dann wi1chc;t die Zahl de1· Fehlerqnellen nneh. Zuniii~ zur }larke aufgenommen, dann Ü das l'riip-l,O prozpntige EssigsiiurPlösung, Hellw Zühlkamnwr, wie für diP roten Blutkörpt>rdwn. Es müsspn alle 400 Quadrate der ThomaZt>iß:,;elwn Zühlkanuner durehgPziihlt werdet!. }lan findet ge\\·ölm-

1 SS

Phy~iologi~clw

Untersuchungen mit Hilfe

phy~ikali~chcr

)lethoden.

lieh zwischen .:iO und 100 Leukozyten. Die Berechnung der Zaht der weißen Blutkörperchen ist bei einer Verdünnung Yon l : 10 die l:·4000·10 folgende: · - 400 - -- = Anzahl der Leukozyten in l cmm unverdünnten Blutes. :r bedeutet die in 400 Quadraten gezählte Anzahl weißer Blutkiiqwrchen.

Versuche über Hämolyse. Wir gießen defibriniertes Blut auf einen Porzellanteller. Die Blutschicht verdeckt die Unterlage (deckfarben!). Nun gehen wir Wasser hinzu. Das Blut hellt sich auf und wird schließlich durchsichtig (lac kf a r b e n! ). Den gleichen Versuch stellen wir mit Blut im Reagenzglas an. Das deckfa.rbene Blut Yenleckt die hinter ;,;tinunten Zeit ausfließen, oder wir bestimmen die Zeit, clie vergeht. bi;,; das Gefi~ß von der oberen )iarke bis zu einer am Ausflußrohr angebrachten ausgelaufen ist. Um die Tropft>nzählung zu vereinfachen, lassen wir diese auf einen Hebel b auffallen. Dieser zeichnet die beim jedesmaligen Auftropfen rhaldPn. Praktikum.

~-

.\nfl.

1 fl-t

Phy~iologi;.C'I\(' l..'nt' \l·ird znniic-hst mit t'iner bestimmtm1 .Yienge d estilli erten Wassers oder 0.1 prozt'ntig(·t· Sudalüsuug Yerdünnt. Die Verdünnung wird in einem ;;og. -:\lela ngeur , (•iner :\Iischpipette. herbeigeführt. Sie he:-;itzt ver>'ehiedene :\Luken. die eine \NSch iedene V erd ünntmg gestatten. 'Vit· saugen das Blut bis zur :'llarkP 1 / 2 • 2 /a oder 1 / 1 attf uml Y(Wdünneu dann d nrch ::\a(·hsa ugpn der \'erd Üllllttngsflüssigkeit bis zur Hauptmark(•. \\'ir be"·irkt•n im NSt('rcn Falle eine HlutverJünnung von 1/ 400 , im Z11·eiten Falle n•n '/:JOo und illl letzten Falle nm 1 / 200 . Hat man das Hlu1 hi,; zu einer hestinunlt·n }laxke anfge~augt, dann wird die Spitze dt'" ~·](:'langettr>' 1nit eine111 tmckeliCII Lappen abgewischt . Ben)]' man die \'enliinnttng>'fliissigkeit nachsangt , muß man genau fcst::;tellell. ol> die Kapillare !l' " sie sofort zur Hand zu h~1ben, in I dpn Rückenmarkskanal ein und zer\ stört durch wiederholte stoßende \ .1 nnd rlrehendp Bewegungen das \ ( / Rückenmark. Der Frosch wird nun auf ein Froschbrett gelegt (vgl. /"' .\bh. 148). Dann faßt. man mit (/ I t>iner Hakenpinzette die Hant in ' i I l \ ' I der Gegend des Sclm ertfort~atzes nnd schneidet, nachclem man sie in die Höhe gezogen hat (um keine tieferliegenden Teile zu verletzen!), mit einer kleinen l';eherc ein Loch. Nun schneidet Jnarl in cler Richhmg .\bh. 148. llt'ollal'lthmw·n am freigt'll'gten l'ro"·hht•rZt•n. de:-; einPn SchultergelenkeH mHI dann vom gleichen Ausgangspunkt nach dem anderen dit> Haut durch. Das dreieckige Hautlappenstück kann man nach dem Hai" zu umklappen oder es weg:ochneiden. Zu den weiteren Operationen '' YOll der ,.;eknndiircn Spule eines Sehlittcninduktorimm: abgeleiteten Drähte durch c>inen Kork. Die aus dm Kork hen·orragenclen Enclen müs;;en gauz blank sein. Sie werden so gebogen und einander genähert. daß fiic hequem an beliebige Stellen dc>s Herzen,; angelegt 11·erden können. \Yir beginnen die Reizung bei weitem Rollenahstanrl (vgl. die- Heizn'rsnelw an .:Vluskeln und Xerven) und überzeugen 11ns, daß eine bestimmte Reizgrüße notwendig ist, Hm einen Erfolg Zll erhalten. Bei einem gewifisen HollennlH·Üand kontrahiert sich der Yentrikel (ln\1. der \'orhof). Die J(ontraktion ist sofort maximal (Alle:-:- odN Xicht:-:gesetz). ~aehweis

ds Aktionsstromes bei dH Herzkontraktion.

:\!an lege den Xen·tts i,.;ehiadieHs PilH'" Frosehsehenkels (Ygl. hiNzu die Her;;tdlung von :\erH'l111l11Skdpräparaten) anf das Herz Pine,; Frosches oder lws,;er noch auf da,; einc's Kaninehc>ns Ro auf, daß er sic·h von dN Spitze bis zur Ba;;is erstreckt. \Yl'llll das Hnz sieh kontrahiert. dann l>eolmr:htPt man jede.~mal ein Zucken de,.; Sehenkel:-;.

ß(•ohachtung der Herzkontr-aktion beim in situ Jwfindliehen H(•rzpn mit Hilfe d(•r' Eng-elmannsdwrt Suspcnsionsmethodt•. EinPm d('kapitil'ril'n Frosdw ll"ird in l!Pr ohen (Ygl. S. 20:~) he,.;chridH'II!'Il \reise da" Herz freigekgt und aus der Üffnung der BwstEs 11·inl dann in et 1\"a lmm Entfernung yon ll"r wird dann oberhalb des Fadens zer,;chnittcn. Jetzt. ziehen wir das Röhrchen wieder aus dem ö~ophagn;; heraus, legen das Präparat auf ein l~roschbrett, auf dem wir es durch Stecknadeln festmachen. \Vir können nun an diesem Präparat olnw weiteres die ·Wirkung elektrischer und andl'rer Reize auf die .Frequenz -

.:\[an hPrcitl't sieh diesl'S sPib~t. indl'm PinP !!l'wöhnlil'!w Stl'ekn:uh·l mit H ilft• PinPr Zange zwPimal !!l'bogen wird ( ~ ). 1)

Ahllerhaldt>n. Praktik11n1.

:..!. Anfl.

210

Physiologi~che

l'ntPrsuchungnn mit Hilfe

phy~ikrdiHeher )ld hodPn.

und die Stärke der Herzkontraktionen feststellen. Legen wir den Stumpf des Nervus vagm; auf Reizelektroden, dann beobachten wir bei ganz ,.;chwachen Reizen Verlangsamung der Herzfrequenz und bei stärkerer Reizung Stillstand in Diastole. ·wollen wir das Ergebnis registrieren, dann führen wir durch die Herzspitze ein Häkchen und befestigen dieses mit Hilfe eines Fadens an einem SchreibhebeL Wir wählen am besten die Engelmann sehe Suspensionsmcthode.

Goltzscher Klopfversuch. Bei einem schwach kurarisierten J~rosch wird das Herz in der gewohnten \Veise freigelegt. Nun schlägt man mit Hilfe eines ganz leichten Hämmerchens oder mit einem Bleistift Rchnell hintereinander auf den Bauch. Das Herz steht still. Dieser Stillstand ist ein reflektorischer. \Yir reizen durch das Klopfen die EingeweidenerveiL Die Erregung wird der Medulla oblongata zugeleitet und geht von da auf den Ncrvus vagus über.

Demonstration des Unterschiedes zwischen Arterie und Vene. Wir wählen als Versuchstier ein Kaninchen. Es wird mit Äther narkotisiert und dann auf ein Operationsbrett aufgespannt. Nunmehr wird der Hals mittels einer Schere, besonders in der Medianlinie, möglichst von Haaren befreit. Jetzt spannt man die Haut am Hals zwischen Daumen und Zeigefinger und führt einen Schnitt durch sie. Der Schnitt beginnt etwas unterhalb des Kehlkopfes und endet in der Höhe des Sternums. Die kleinen Blutungen aus den durchschnittenen Hautgefäßen tupfen wir sorgfältig mittels Watte auf. Es darf nie weiter operiert werden, ohne daß ein ganz klares, durch keinerlei Blutung gestörtes Bild vorliegt. Jede Einzelheit muß klar erkannt werden. v\'ir durchschneiden nunmehr die Halsfaszie und sehen den M. sternohyoidcus und den :\I. sternocleidomastoideus vor uns. Je nachdem wir die Gefäße rechts oder links aufsuchen wollen, verschieben wir den Hautrand mittels eines mit. einem Gewicht beschwerten .Mm;kelhakens nach der entsprechenden Seite. Wir gehen dann mittels des Skalpellstieles in der Eurche zwischen den genannten Mm;keln in die Tiefe. Wir ::;toßen dabei direkt auf die Karotis. Sie ist noch vom tiefen Blatt der Habfaszie bedeckt. Dieses wird durchschnitten. Man verschafft, sieh einen klaren Cherblick über alle hier zusammenliegenden Gebilde. Neben der Karotis liegt die Vena jugulariH interna. Ferner erblickt man Nervenstränge (1'\. vaguR, N. RympathicuR). Nun wird die KarotiR mit einem l\fe:-;serehcn angei4ochen. Sofort schießt Blut aus der ·wunde hervor. ]i;s findet kein kontinuierliches, gleichmäßiges Ausfließen des Blutes statt. Der Blutstrahl erhält vielmehr eine rhythmische BeRchlcunigung. LaHHen wir das ausspritzende Blut gegen ein Blatt Papier fallen, dann erhalten wir, wenn wir dieses am Gefiißp vorheihewcgcn, Bilder, die genau denjenigen entsprechen, di(~ wir mit dem Sph~'gmographen (vgl. S. 220) erhaltm1. d. h. wir können auf diese \\'eise din·kt Pulskun'Pil aufs('hrPihPn.

211

Kreislauf des Blutes. Herz.

Nun unterbinden wir die Karotis peripher Yon der verletzten Stelle. Wir beobachten, daß trotz der Cnterbindung das Blut weiter herausgeschleudert wird. Binden wir dagegen das Ende, das mit dem Herzen in Verbindung steht, ab, dann hört die Blutung augenblicklich auf. Nun :>techen wir die Vena jugularis an. ·wir sehen, daß Blut in kontinuierlichem Strome ausfließt. Das Blut hat ein anderes Aussehen, als das aus der Karotis herausfließende. Das letztere ist hellrot gefärbt, das erstere dunkel- bis violettrot. Nun unterbinden wir die Vena jugularis zentral, d. h. es wird das Ende mit der Ligatur versehen, das mit dem Herzen in Verbindung steht. Die Blutung steht nicht. Das periphere Ende blutet weiter. Wird dieses unterbunden, dann hört die Blutung augenblicklich auf.

Bestimmung des Blutdruckes. Die Methoden, die zur Bestimmung des Blutdruckes angewandt werden, können prinzipiell in zwei Gruppen geteilt werden. Wir können einmal den Blutdruck auf direktem Wege bestimmen, indem wir in ein arterielles Gefäß eine Kanüle einführen und den im Gefäß herrschenden Druck direkt auf ein Manometer einwirken lasse11. \Vir bestimmen entweder den Seitendruck in dem betreffenden Gefäße selbst, indem wir eine T-Kanüle einbinden, oder. aber wir wählen eine einfache Kanüle und bestimmen dann den Seitendruck in dem Gefäß, aus dem die Arterie, in die wir die Kanüle eingebunden haben, ihren Ursprung llimmt. Ein annähernd richtiges Bild über den herrschenden Blutin frir>che8 Hetz Yom ~chwein. vom Schaf oder vom Hund wird ein GlaRrohr flllrch die Aorta oder dmch diC' ArtC'ria pulmonalis eingeführt und dann in dem Gefäße mit Hilfe eines Bindfadens _\ bb. 159. festgebunden. (Vgl. Ahb. Lifl). Nun füllt man in das Rohr Flüssigkeit ein und merkt sich die Höhe der Inüssigkeits;;üule. \Vcnn der Klappenschluß ein normalt•r ist. wird das Niveau ..:l'lhst nach vielen Stunden noeh erhaltPn sein. Die Semilunarklappen "'c!hst noch solehe stehenbleibt. 'Vir 11ot iercn li!IS wiPs nieht dr·!' Fall. ])jp Atrion·-ntriklllarklapprE'n dureh Aufsetzen eine~ Stetho;:kopes oder dureh dirE'ktE':; Anlegen des Ohres die )Iitralklappe an rler Stelle des Herz"Pitzenstoßes im fünften IntE>rkostalraum etwas innE'rhalb der .:\Iammillarlinie (Abb. 160), die Trikuspidalklappe ii ber dem unteren Teile des Brustbeiurs in der Höhe des 5.-6. Rippenknorpels. Dit· Pulmonalklappe wird im zwriten Interkostalraum links nahe dem Sternalrande und endlich die _\ortenklappe im zweitrn Interkostalraum am rechten Rand clE's Sternmus behorcht. An allen diesen Stellen hören \Vir zwei Töne, die ;;;ich in kurz(·n !nterYallen folgen. Zuerst einen dumpfen. langgezogenen, systolischen Ton, und einen kürzeren, schärfer begrenzten, cliastolischen Ton. Dann folgt ein Intervall, und wiPdt·r !ritt dPr (lmnpfe. langgezogene Ton auf. \Yir bezeichnen den ersteren als ersten Herzton. Er "·ird dm·eh die Kontraktion des Herzmuskels selbst uncl ferner d nrc·h •I ie Anspannung der A trioYrn trikularkla ppo1 _.\. bb. 1~0. heryorgerufen. Der kürzere. schärfrr hegrE'nzte, diastolischr Ton, der zweite Herzton. wird dureh da;; An"pannen der Semihmarklappen hedingt. \Yir zählen die Herztöne heim ruhendE>n lmliYidtmm und lassrn •lnnn die Versuchsperson sich hrwt:>gE>n. \Vir an:':knltiE>ren wiedrr und ~tPIIen fest. daß mmmehr die Hrrzaktiun hE>:>ehleunigt ist.

ßt'obaehtung- dN; SIJitZt'lll'ltoßt's beim llt'nselwn. Hei magNen :Men>:1clwn können wir im fünften Interkostnlrnmn in dt'l' .:\Tnmmillarlinie den Spitzenstoß eine treibt die Holle, auf welcher der bNußte PapiNKtrPifen am Schreiblwbd Yorheigdiihrt wird. dau ""'rli:d:rnJn;.!TarlH·ll.

.\ ld•. ll;:L

A1>11. Hlt.

Sphygmograph

nac·h Jaquet.

der Schraube lwmcrkt JlliiJJ. daß der Sehreibhebcl rhyt!JBewegung zeigt. Zeigt der Hebel gute Ausschläge, dann läßt. man mumwhr den hcrußten Papier::;trpifl~n vorbeiziehen. Die PulskmTP zeigt einen ,;teil an,teigenden TPil Ulld Pinen gewiihnlich durch mehren~ Zacken 1mterlm~chPnen abfallenden .-\;.;t. Jj~ine griißNe Zacke if;,t di mit der Trachea und bringen sie in den aus Abb. 174 ersichtlichen _-\.pparat (Donders Lunglegt (Abb. 188). Ahh. 188. Nunmehr wird der Nerv mit 0,6prozcntiger Kochsalzlösung befeuchtet, dann llll1 die Oberschenkelmuskulatur herumgeschlungen. Dann wird der :\f. gastroc:ncmius in gcnau derselben \Veise, wie zuvor geschildert. freigelegt und präpariert, nur mnß man bei allen Präparationen, di(• in der Nähe des Kniegelenks stattfinden, vor allem bei der Zurückschabung der Oberschenkelmuskulatur und heim Abschneiden des Fcmnrcndes, peinlich gcnau darauf achten, daß der Nerv nicht gequetscht oder verletzt wird.

Elastizität des Muske1s. Y ersuch über die Hehnbarkeit des ruhenden Muskels. Ein Gastroc:ncminspräparat wird mit dem Knochenstück in einer Klammer a hcfestigt (Ahb. I 89). Das untere ~ndc des Mu~kels steht tnit Hilfe eines :\Iuskelhäkchcrm mit dem Sehlitien b in Verbindung . . \n diesem hängt, senkrecht unter der BefcstigungH;;telle des Mnskcll'. (•ine \VagschalP c. Der S(;hlittPn ist mit einer Schreibvorrichtung e \Trsehen. die anf dN hem/Hen Flitehe d die augcnbliekliche Längt·

Eigenschaften

UPS

.Muskel- und Nervengewebes.

235

des Muskels aufzeichnet. Wir ziehen zunächst bei unbelastetem Mw>kel ein kleines Stück der Schreibfläche am Schreibstift vorbei und markieren uns so die Länge des Muskels. Nun geben wir Gewichte in die Wagschale und markieren uns jedesmal durch Vorüberführen der berußten Schreibfläche a. an der Schreibspitze die Länge des Muskels. Wir beobachten, daß der Muskel durch die zunehmende Belastung immer mehr gedehnt wird. Bei gleichmäßig zunehmender Belastung erfolgt aber nicht eine gleichmäßige Dehnung, sondern je höher die Belastung steigt, um so geringer wird die Dehnungszunahme. Entlastet man den Muskel, dann kehrt er nicht so.\bb. 189. Bestimmung~ller Dehnbarkeit tles :\luskels. fort zur ursprünglichen Länge zurück. Wir erhalten einen sog. Dehnungsrückstand. Erst allmählich wird die frühere Länge wieder angenommen. Wenn wir die genannten Versuche mit Hilfe eines Kymographions ausführen und dessen Trommel sich drehen lassen, dann erhalten wir sog. Dehnnngskurven. Beispiel: Bei der Belastung mit 30 Gramm beohachten wir z. B. eine Dehnung um 3,3 mm, bei 100 Gramm um 6,8 mm. bei 1.)0 Gramm um 8,4 mm, bei 200 Gramm um 10,0 mm, hei 250 Gramm um 10,3 mm. bei 300 Gramm um 10,6 mm, bei 3.i0 Gramm um 10.6 mm, hei 400 Gramm auch wiederum um 10,6 mm. Läßt man das aufgelegte Gewicht längere Zeit auf den Muskel ein\\·irken, dann beobachten wir, daß er sich mit der Zeit etwas mehr Yerlängcrt: Nachdehn u ng.

Erregbarkeit von Muskel und Nery. Leitungsvermögen des Nerven. Yerschicdenc Arten der Reizung des :tuuskels. a) Direkte Reizung. I . V ersuch. Ein wie in Abb. 190 dargestellt Yorbereitetes Präparat klemmt man mit der Wirbelsäule in eine Muskelklemme und bringt Ober- oder Unterschenkelmuskeln in Berührung mit den beiden blankgeputzten Platten einer sog. galYanisehen Pinzette. Diese besteht aus einem

Kupft•r- und einem Zinkhkch. \\'ir ahmPn den berühmten Ycr~ueh ,·on OaJyani auf die,.;e \Yei>'l' nach und heohachten, daß der berührtP }lu,;kd ,.;ich kontrahit•rt. E,.; treten :-;tarkP Zuckungen ein, die je nach dem hPriihrten )fu,;kd zu direkter Rehlnulerung des Beines Anlaß gehen kiinnt>n. ])a,; Hein zuckt dann jedc,.;mal von ncuem, W Indukforiuma Dieser einfache BeAbb. 194. fund beweist, daß der galvanische Strom an und für sich keine erregende Wirkung besitzt. Der Muskel resp. Nen- wird nur in tlem Augenblicke erregt. in dem der Strom geschlossen oder unterbrochen wird. Zum Studium des Reizerfolges ist somit der galvanische Strom ungeeignet. \Vir benutzen daher den faradischen Strom. Bei den im folgenden beschriebenen Versuchen kehrt im großen und ganzen fast immer die gleiche Versuchsanordnung wieder. (Vgl. Ab b .194.) Sie sei deshalb in ihren Grundzügen den Versuchen vorausgeschickt. Zur Erzeugung des elektrischen Stromes verwenden wir Daniellscht· Elemente. Den Strom leiten wir zu einem sog. du Bois-Reymondschen Schlitteninduktorium, und zwar verbinden wir die LeitungsdrähiP mit der primären, feststehenden Spule. In den einen der Leitungs-

S!ro~

240

Physiologische Untersuchungen mit Hilfe

physikali~cher

:1\Icthoden.

drähte fügen wir zweckmäßig einen Schlüssel zum Schließen und Öffnen n oder Abschwächen des primären Stromes, ferner bei Annäherung oder EntfPrnung des primären Stromkreises bzw., was dasselbe bedeutet, der sekundären Spule. Verstärkung und Annähern ng des primären Stromes entspreehen dem Sehließen, un